高k介电薄膜的制备以及薄膜晶体管中的应用研究

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1、毕业论文(设计)论文(设计)题目：高k介电薄膜的制备以及薄膜晶体管中的应用研究Thefabricationofhigh-kdielectricsfilmanditsapplicationonthinfilmtransistors学生姓名周广杰学院材料科学与工程专业无机非金属材料工程年级2011级指导教师姓名王素梅副教授学生姓名周广杰学院材料科学与工程专业无机非金属材料工程年级2011级指导教师姓名王素梅副教授调整格式,居中2015年6月10日摘要栅介质材料是金属--氧化层--半导体场效晶体管（MOSF

2、ET）中的一个重要组成部分。近年来，随着晶体管器件精细化、小型化的高速发展，高K材料的提出和开发成为了新的研究热点。但是用于MOSFET中的栅介质材料，除了要求高的介电常数外，对栅介质薄膜界面的质量要求非常高。晶粒尺寸及晶界均会对薄膜介电常数及漏电流大小产生影响。因此，对于栅介质材料的研究，具有非常重要的意义。本文选取了Al2O3作为栅介质材料，利用溶胶-凝胶法制备了非晶态Al2O3薄膜材料，研究了不同热处理条件（紫外光退火，光波退火等）工艺对薄膜微观结构及介电、漏电性能的影响。以氧化铝薄膜为介电层，

3、掺杂铟稼的氧化锌为半导体层制备了低操作电压薄膜晶体管。操作电压可降低至3V，场迁移率可达6.96cm2V-1s-1，开关比达到1.13×104。满足低操作电压晶体管器件的使用要求。关键词：薄膜晶体管；高K介电材料；溶胶-凝胶法；Al2O3薄膜AbstractGatedielectricmaterialisanimportantcomponentinmetal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor(MOSFET).Inrecentyears,withther

4、apiddevelopmentoftransistordevicestowardselaborationandminiaturization,thepropositionanddevelopmentofhigh-Kmaterialshasbecomeanewresearchhotspot.ButforthegatedielectricmaterialusedinMOSFET,inadditiontotherequirementofhighdielectricconstant,thequalityoft

5、hegatedielectricfilminterfaceisalsorequiredtobeveryhigh.Bothgrainsizeandgrainboundarieshaveanimpactonthedielectricconstantandleakagecurrentofthethinfilms.Therefore,ithasveryimportantsignificanceforthestudyofgatedielectricmaterial.Inthiswork,Al2O3wassele

6、ctedasthegatedielectricmaterialsandthemethodpreparingamorphousAl2O3issol-gel,hasresearchthateffectofdifferentheattreatmentconditions(UVannealing,Lightwaveannealing)onthemicrostructureanddielectricfilmleakageproperties.Lowoperatingvoltagethinfilmtransist

7、orispreparedwithAluminafilmasadielectriclayerandIGZOasasemiconductorlayer.Theoperationvoltagefellto3Vandthefieldeffectmobilitycanreach6.96cm2V-1s-1withtheon/offcurrentratioof1.13×104,whichcanmeettherequirementsoflowoperatingvoltagetransistors.Keywords：d

8、ielectriclayer;thinfilmtransistor;high-Kdielectricmaterial;sol-gelmethod;Al2O3film目录第一章绪论11.1研究背景11.2场效应晶体管概述51.3高介电常数材料研究进展51.3.1高介电常数材料概述51.3.2一些常用的高介电常数材料61.3.3高介电常数材料在晶体管中的应用71.4本课题的提出81.5主要研究内容8第二章实验过程与方法92.1实验原料92.2仪器设备102.